电气一次系统设备

第九章电气主接线

发电厂和变电所中的一次设备，按一定的要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线，也称主电路，又称一次接线。它把各电源送来的电能汇集起来，并分配给各用户，表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。电气主接线影响着配电装置的布置，以及二次接线、继电保护及自动装置的配置等。所以，电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，对发电厂和变电所以及电力系统的安全、可靠、经济运行起着重要作用。本章从对主接线的基本要求开始，介绍主接线的基本形式、特点、适用范围以及不同发电厂和变电所电气主接线的特点。第一节对主接线的基本要求一、可靠性衡量主接线的可靠性可以从以下几个方面去分析：（1）断路器检修时是否影响供电；（2）设备和线路故障或检修时，停电线路数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电；（3）有没有使发电厂和变电所全部停止工作的可能性等。二、灵活性（1）调度灵活，操作方便。（2）检修灵活。（3）扩建灵活。（4）事故处理灵活。三、经济性（1）投资省；（2）年运行费用小；（3）占地面积小。主接线的分类1．有汇流母线类接线2．无汇流母线接线单母线接线单母不分段接线1．有母线类接线单母分段接线单母分段带旁路母线接线双母线接线一般双母线接线双母分段接线双母带旁路母线接线其它有母线类接线一台半断路器接线

双母线双断路器接线变压器—母线接线4/3断路器接线QS2QFQS1WL2

WL1

WL3

WL4QEWB

电源

单母不分段接线

返回特点停电操作送电操作优缺点适用范围①供电电源在发电厂是发电机或变压器，在变电所是变压器或高压进线；②任一出线都可以从任一电源获得电能，各出线均匀分配于母线；③每回进出线都装有隔离开关和断路器。返回QS2QFQS1WL2

WL1

WL3

WL4①②③QEWB

电源

单母线接线

返回①断开QF②断开QS2③断开QS1QS2QFQS1WL2

WL1

WL3

WL4①②③QEWB

电源

单母线接线

返回①合上QS1②合上QS2③合上QF优点：

简单清晰，设备少，投资小，运行操作方便，有利于扩建和采用成套配电装置。缺点：

①任一回路断路器检修，该回路停电；②母线或任一母线隔离开关检修，全部停电③母线故障，全部停电。返回①6～10KV配电装置，出线回路数不超过5回；②35～63KV配电装置，出线回路数不超过3回；③110～220V配电装置，出线回路数不超过2回。返回电源1WL2WL3WL4WL1QS2QFQS1QFdⅡⅠ电源2单母分段接线运行方式优缺点使用范围返回分段断路器的运行方式（1）接通运行：任一母线发生短路故障时，在继电保护的作用下，分段断路器和接在故障段上的电源回路的断路器自动分闸，这时非故障段母线可以继续工作。（2）断开运行：分段断路器除装继电保护装置外，还应装备用电源自动投入装置，任一电源故障，电源回路断路器自动断开，分段断路器可以自动投入，保证给全部出线供电。分段断路器还可以起到限制短路电流的作用。返回优点（1）母线发生故障，仅故障段母线停止工作，非故障段母线可继续工作，缩小了母线故障的影响范围；（2）双回路供电的重要用户，可将双回路接在不同分段上，保证对重要用户的供电。缺点（1）当一段母线故障或检修时，必须断开接在该分段上的全部电源和引出线，这样减少了系统的发电量，并使这段单回路供电的用户停电；（2）任一出线的断路器检修时，该回路线路必须停止工作。

返回①6～10KV配电装置，出线回路数为6回及以上时，发电机电压配电装置，每段母线上的发电机容量为12MW及以下；②35～63KV配电装置，出线回路数为4～8回；③110～220V配电装置，出线回路数为3～4回。返回单母线带旁路母线接线

1.设置旁路母线的原因2.单母线带旁路母线的类型（1）具有专用旁路断路器的单母线带旁路母线接线（2）分段断路器兼作旁路断路器的单母线带旁路母线接线3.旁路母线的设置原则返回断路器经过一段工作时间后，要进行检修。在前述的主接线中，当检修断路器时，将迫使用户停电，尤其电压为35kV以上的线路，输送功率大，断路器检修需用时间较长，如110kV少油断路器平均每年检修时间为5天，220kV少油断路器平均每年检修时间为7天。检修断路器时中断用户供电，会带来较大的经济损失，为此可增设旁路母线。返回电源1W1QS21QF1QS1QFdWBp1QSp1QS3ⅡⅠ1QFp1QS4WL1不停电检修1QF的操作具有专用旁路断路器的单母线带旁路母线接线电源1W1QS21QF1QS1QFdWBp1QSp1QS3ⅡⅠ1QFp1QS4WL1①合上1QS3②合上1QS4③合上1QFp对旁路母线充电，检查旁路母线有无故障

④合上1QSp⑤断开1QF⑥断开1QS2⑦断开1QS1①②③④⑤⑥⑥返回电流方向电源1W1QS21QF1QS1QFdWBp1QSp1QS3ⅡⅠ1QFp1QS4WL1返回电源17QSQF6QS电源25QSⅡ3QS4QS1QS2QSQFdQSdⅠWBpW不停电检修QF的操作分段断路器兼作旁路断路器的单母线带旁路母线接线电源17QSQF6QS电源25QSⅡ3QS4QS1QS2QSQFdQSdⅠWBpW

①合QSd②断开QFd③断开2QS④合上4QS⑤合上QFd，检查旁母有无故障，如无故可以进行下步操作⑥合上5QS⑦断开QF⑧断开7QS⑨断开6QS①②③④⑤⑥⑦⑧⑨返回电流方向电源17QSQF6QS电源25QSⅡ3QS4QS1QS2QSQFdQSdⅠW分段断路器兼作旁路断路器的单母线带旁路母线接线WBp返回①6～10KV配电装置，一般不设置旁路母线，当地电力网或用户不允许停电检修断路器时，可设置旁路母线；②35～63KV配电装置，一般也不设置旁路母线，当断路器不允许停电检修时，可采用分段兼旁路断路器的接线；③110～220V配电装置，一般需设置旁路母线，首先采用分段兼作旁路断路器的接线。但在下列情况应装设专用旁路断路器：（1）当110KV出线为7回及以上，220KV出线为5回及以上时；（2）对在系统中居重要地位的配电装置，110KV出线为6回及以上，220KV为4回及以上。④110～220V配电装置具备下列条件，可不设置旁路母线。（1）采用可靠性高、检修周期长的SF6断路器或可迅速替换的手车式断路器时；（2）系统有条件允许线路断路器停电检修时返回QFcⅡ

Ⅰ

电源1电源2一般双母线接线运行方式接线特点

适用范围

返回

（1）一组工作，一组备用，母联断路器断开，相当于单母线不分段接线。（2）两组共用，母联断路器闭合，负荷平均分配，相当于单母分段接线。返回（1）可轮流检修母线而不影响正常供电。（2）检修任一母线侧隔离开关时，只影响该回路供电。（3）工作母线发生故障后，所有回路短时停电并能迅速恢复供电。（4）可利用母联断路替代引出线断路器工作。（5）便于扩建。（6）由于双母线接线的设备较多，配电装置复杂，运行中需要用隔离开关切换电路容易引起误操作；同时投资和占地面积也较大。返回QFc1QS

③电源1电源2Ⅰ

Ⅱ

假如Ⅰ母备用，Ⅱ母运行。检修Ⅱ母的操作如下：返回①合上1QS①

②合上2QS②

③合上QFc，对Ⅰ母充电，检查Ⅰ母有无故障，如无故障可以进行下一步操作2QS

④依次合上所有回路Ⅰ母侧的隔离开关

⑤依次断开所有回路Ⅱ母侧的隔离开关④⑤⑥断开1QS

⑦断开2QSQFc3QS

4QS

1QS

2QS1QS3

1QS2

1QFⅡ

Ⅰ

返回QFc3QS

4QS

1QS

2QS1QS3

1QS2

1QFⅡ

Ⅰ

返回①6～10KV配电装置，当短路电流较大、出线需带电抗器时；②35～63KV配电装置，当出线回路数超过8回或连接的电源较多、负荷较大时；③110～220V配电装置，出线回路数为5回及以上或该配电装置在系统中居重要地位、出线回路数为4回及以上。返回双母线分段接线

一、双母三分段接线二、双母四分段接线三、适用范围返回

电源1电源2双母三分段接线返回

WB

电源1电源2双母四分段接线返回

双母分段接线有较高的可靠性和灵活性，但投资增多。双母线分段接线广泛应用于大中型发电厂的发电机电压配电装置中。随着机组容量的增大，输电电压的增高，我国在220kV或330kV～500kV配电装置中，也采用双母线分段接线。返回

一、具有专用旁路断路器的一般双母线带旁路母线接线二、母联兼作旁路断路器的一般双母线带旁路母线接线三、双母分段带旁路母线接线四、适用范围返回

QFc

Ⅱ

Ⅰ

QFpQFQS4QS5QS1QS2QS3如不停电检修WL1回路的断路器QF的操作：假如两组母线同时工作，WL1接于Ⅰ母。①合上QS1②合上QS2③合上QFp对旁母充电，如旁母无故障可以进行下一步操作④合上QS3⑤断开QF⑥断开QS4⑦断开QS5WL1返回

具有专用旁路断路器的双母带旁路母线接线QFcQFcⅡ

Ⅰ

Ⅰ

Ⅱ（a）（b）QFcⅡ

Ⅰ

（c）

QFc

Ⅰ

Ⅱ

（d）返回

母联断路器兼作旁路断路器的双母带旁路母线接线

WB电源2电源1双母四分段带旁路母线接线返回

一般双母线带旁路母线的设置原则①6～63KV配电装置，一般不设置旁路母线；②110～220KV配电装置，设置旁路母线的原则与分段单母线相同。双母分段带旁路母线的适用范围①发电机电压配电装置，每段母线上的发电机容量或负荷为25MW及以上时；②220kV配电装置，当进出线回路数为10～14回时，采用双母三分段带旁路母线接线；当进出线回路数为15回及以上时，采用双母线四分段带旁路接线。两种情况均装设两台母联兼作旁路断路器。③330～500kV配电装置，当进出线回路数为6～7回时，采用双母线三分段带旁路母线接线，装设两台母联兼作旁路断路器；当进出线回路数为8回及以上时，采用双母线四分段带旁路母线接线，装设两台母联兼作旁路断路器，并预留一台专用旁路断路器的位置。返回

出线一台半断路器接线特点

适用范围

返回

（1）接线简单，可靠性高。1）任一组母线或任一台断路器检修时，各回路仍按原接线方式运行，不需要切换任何回路，避免了利用隔离开关进行大量倒闸操作。2）母线故障时，只是与故障母线相连的断路器自动分闸，任何回路不会停电。3）在两组母线同时故障或一组母线检修，一组母线故障的情况下，功率仍能继续输送。4）除了联络断路器内部故障时（同串中的两侧断路器将自动跳闸）与其相连的两回路短时停电外，联络断路器外部故障或其他任何断路器故障最多停一个回路。（2）运行调度灵活。正常时两组母线和全部断路器投入工作，从而形成多环形供电，母线系统之间的元件可任意分配，其操作程序简单，只需操作断路器，而不需操作隔离开关。（3）运行检修方便。所有隔离开关仅供检修时用，避免了将隔离开关作操作用时的倒闸操作。检修断路器时，不需带旁路的倒闸操作。检修母线时，回路不需要切换。（4）所用设备多，占地面积大，投资大，二次控制接线和继电保护较复杂。返回

一台半断路器接线，目前在国内已比较广泛地用于大型发电厂和变电所的超高压配电装置中，一般进出线在6回及以上宜于采用。返回

双母线双断路器接线返回

变压器－母线组接线返回

4/3断路器接线返回

单元接线一般单元接线2．无母线类接线扩大单元接线桥形接线内桥接线外桥接线角形接线三角形接线

四角形接线

五角形接线

六角形接线

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G

G

G

G

G

G（a）

（b）（c）（d）返回

（a）发电机——双绕组变压器单元接线（b）发电机——三绕组变压器单元接线（c）发电机——双绕组变压器扩大单元接线（d）发电机——分裂绕组变压器扩大单元接线（a）（b）T1

T2

T1T2

QF1

WL1

WL2

QF2

QF3QF3

QF1

QF2

WL2

WL1特点

适用范围

返回

内桥接线外桥接线特点：1.外桥接线：桥靠近WL侧T1、T2切投方便，WL1、WL2切投不便。2.内桥接线：桥靠近T侧T1T2切投复杂，WL1、WL2切投方便。返回

适用范围：1.外桥接线：T需频繁操作，有穿越功率、线路较短。

2.内桥接线：T切投较少的电站，否则会影响WL正常运行时，无穿越性功率，线路较长。返回

三角形接线四角形接线返回

4．4发电厂和变电所主变压器的选择一、主变容量、台数的选择1．发电厂主变容量、台数的选择（1）单元接线中的主变容量选择：（2）接于发电机电压母线与升高电压母线之间的主变容量选择：1）当发电机电压母线的负荷最小时，应能将发电厂的最大剩余功率送至系统，计算中不考虑稀有的最小负荷情况。即2）若发电机电压母线上接有2台及以上主变压器，当负荷最小且其中容量最大的一台变压器推出运行时，其他主变压器应能将发电厂最大剩余功率的70％以上送至系统。即3）当发电机电压母线上的负荷最大且其中容量最大的一台机组推出运行时，主变压器应能从系统倒送功率，满足发电机电压母线上最大负荷的需要。即4）对水电厂比重较大的系统，由于经济运行的要求，在丰水期应充分利用水能，这时有可能停用火电厂的部分或全部机组，以节约燃料，火电厂的主变压器应能从系统倒送功率，满足发电机电压母线上最大负荷的需要。即（3）接于发电机电压母线上的主变一般不少于2台，但对于主要向发电机电压供电的地方电厂、系统电源主要作为备用时，可以只装一台。2．变电所主变容量、台数的选择35～110KV变电所为60％，220～500KV变电所为70％。（2）变电所一般装2台变压器；枢纽变电所装设2～4台；地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可装3台。3．联络变压器的选择二、变压器型式的选择1．相数的确定2．绕组数的确定3．绕组连接组别的确定4．结构型式的选择5．调压方式的确定6．冷却方式的选择4．5限制短路电流的措施一、目的使短路电流减小，从而能选用价格便宜的轻型电气设备和截面较小的母线和电缆二、措施

1．选择适当的主接线形式和运行方式

2．采用分裂绕组变压器

3．加装限流电抗器4.7各类发电厂和变电所主接线的特点及实例一、中小型火电厂主接线二、大型火电厂主接线（简图）三、大型火电厂主接线（较详细）四、水电厂主接线五、枢纽变电所主接线六、地区变电所主接线七、终端变电所主接线某中型热电厂电气主接线

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某大型火电厂电气主接线（简图）

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某大型火电厂电气主接线（较详细）

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中型水电厂的电气主接线图

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枢纽变电所电气主接线图

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地区变电所电气主接线

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终端变电所电气主接线

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9.3

变电所的所用电一、所用电负荷变电所所用负荷的用电称为所用电。（1）主变压器冷却系统、强迫油循环油泵电动机、冷却器风扇电动机，水冷变压器的水循环系统电动机。（2）变电所的消防系统，包括消防水泵，变压器的水喷雾系统的水泵电动机。（3）变电所采暖、通风、空调系统的电源。在采暖地区变电所的电锅炉、电暖气等电采暖设备；各户内配电装置室，电抗器室、蓄电池室的通风机；主控室、继电保护小室、值班人员休息室的空调。（4）变电所给排水系统的水泵电动机。（5）变电所的户内外照明。（6）电器设备控制箱的加热、通风、去湿。（7）蓄电池充电。（8）变电所的检修，试验电源。（9）生活用电。二、所用电源（1）当所内有较低电压母线时，一般均由较低电压母线上引接1～2台所用变压器，如图10－8（a）、（b）、（c）所示。这种引接方式具有经济性和可靠性较高的优点。（2）当有可靠的6～35kV电源联络线，将一台所用变压器接于联络线断路器外侧，更能保证所用电的不间断供电，如图10－8（d）所示，这种引接方式对采用交流操作的变电所及取消蓄电池而采用硅整流或复式整流装置取得直流电源的变电所尤为必要。（3）由主变压器第三绕组引接，如10－8（e）图中的1号所用变压器。所用变压器的高压侧要选用断流容量大的开关设备，否则要加装限流电抗器。图中的2号所用变压器及调相机的起动变压器由所外电源引接。三、所用电接线

变电所所用电一般采用380/220V中性点直接接地的三相四线制，系统中性点直接接地。380V作为动力电源供各种电动机，220V主要供照明和加热。

1．中小型变电所一般采用20kVA所用变压器即能满足要求。所用电接线很简单，一般用一台所用变压器。2．大型变电所所用电较多，一般装设两台或三台所用变压器。380/220V侧通常采用分为两段的单母线接线。每台所用变压器接一段母线，两段母线之间设分段断路器正常分裂运行。四、所用电接线举例装有两台所用变压器的220kV所用电接线

装有三台所用变压器的500kV所用电接线

第二章电力系统中性点接地方式本章分析电力系统中性点常用接地方式的特点及适用范围*概述一、定义中性点：电力系统三相交流发电机、变压器接成星形绕组的公共点。二、种类1．中性点不接地2．中性点经消弧线圈接地3．中性点直接接地前两种又称中性点非直接接地系统，也称为小接地电流系统。后一种称为大接地电流系统。三、中性点运行方式不同对系统的影响1．供电可靠性；2．电气设备和线路的绝缘水平；3．通讯系统的干扰；4．继电保护的正确动作。总之，中性点采用何种运行方式，实际上是一个涉及电力系统许多方面的综合性问题。本章对此作一般性介绍。2．1中性点不接地系统一、正常运行1.电压情况：如三相导线经完善换位，各相对地电容相等。即Cu＝Cv＝Cw＝C，则Yu＝Yv＝Yw＝Yn。所以

下一页UNVWCuCvCw返回可见正常运行中，电源中性点对地电压为零，即中性点对地电位相等。则各相对地电压为：U相：V相：W相：结论：

正常运行时，各相对地电压为相电压，中性点对地电压为零。2．电流情况：

由于各相对地电压为各相电源电压。所以电容电流大小相等，相位差为1200。他们之和仍为零，所以没有电容电流流过大地。当各相对地电容不等时，不为零，发生中性点位移现象。在中性点不接地系统中，正常运行时中性点所产生的位移电压较小，可忽略。二、单相接地故障1.电压情况：上图所示为W相发生完全接地的情况，完全接地即金属性接地，即接地电阻为零。很容易看出，中性点对地电压：各相对地电压情况：U相：（线电压）V相：（线电压）W相：结论：故障相对地电压为零，非故障相对地电压为线电压，中性点对地电压为相电压。

下一页UNVWCuCvCwd返回2．电流情况：W相接地时，三相电容电流不对称。W相电容电流为零，其他两相电容电流的有效值为：Icu=Icv=ωCUx。

其中：Ux—相电压；ω—角频率；C—相对地电容。这时三相电流之和不在为零，大地有电流流过，W相接地处的电流简称为接地电流，用表示。则：＝－（＋）经计算接地电流的有效值为：Ic＝3ωCUx，而正常运行时的一相对地电流为：Ic＝ωCUx。可见单相故障时的接地电流等于正常运行时一相对地电容电流的三倍。由于对地电容与线路的结构和长度有关，很难得到C的参数。故实用计算可按下式计算：式中：l1、l2架空线路和电缆线路长度，km；

UN—网络的线电压，KV；

3．不完全接地的简单情况当发生不完全接地时，即通过一定的电阻接地，接地相对地电压大于零而小于相电压，未接地相对地电压大于相电压而小于线电压。中性点对地电压大于零而小于相电压，线电压仍保持不变，但此时接地电流要小一些。4．中性点不接地系统的特点单相接地故障时，由于线电压保持不变，用户虽然能继续工作，但是接地处电流可能会出现电弧。当线路不长、电压不高时，接地电流较小，电弧一般能自动熄灭，特别是35KV及以下的系统中，绝缘方面的投资增加不多，而供电可靠性较高的优点突出，所以中性点宜采用不接地的运行方式。当电压高、线路长时，接地电流较大。可能产生稳定电弧或间歇性电弧，而且电压等级较高时，整个系统绝缘方面的投资大为增加。上述优点便不存在了。5．目前我国中性点不接地系统的应用范围：（1）电压在500V以下的三相三线制装置；（2）3～10KV系统当接地电流Ic≤30A时；（3）20～60KV系统当接地电流Ic≤30A时；（4）与发电机有直接电气联系的3～20KV系统，如要求发电机带内部单相接地故障运行，当接地电流Ic≤5A时。当不满足上述条件时，常采用中性点经消弧线圈接地或直接接地的运行方式。2.2中性点经消弧线圈接地的三相系统

中性点不接地系统具有单相接地故障时可继续供电的优点，但当接地电流较大时容易产生接地而造成危害。为了克服这一缺点，可设法减小接地处的接地电流。采用的方法是在出现单相接地故障时使接地处流过一个感性电流，因而减小接地电流，采用中性点经消弧线圈接地的运行方式一、消弧线圈的工作原理1．消弧线圈的结构与型号消弧线圈装有铁芯，可调、电阻小、电抗很大，外形跟小容量变压器相似，装在发电机或变压器的中性点与大地之间。为调节线圈扎数，通常有5～9个分接头可选用，用来改变补偿程度，国产型号为XDJL。其中X—消弧线圈；D—单相；J—油浸式；L—铝线。2．消弧线圈的类型消弧线圈有多种类型，包括分级调扎式、在线分级调扎式、气隙可调铁芯式、气隙可调柱塞式、直流偏磁式、直流磁阀式、调容式、五柱式等二、中性点经消弧线圈接地系统的应用范围1．特点：这种运行方式下正常运行情况和单相接地故障时的电压情况与中性点不接地系统的电压情况一样。优点：可靠性高；缺点：投资较大。2．应用范围：我国规定，凡是不符合中性点不接地运行方式的3～60KV系统，均采用中性点经消弧线圈接地的运行方式。在我国110KV系统，大多不采用消弧线圈接地的运行方式而直接采用直接接地。主要是为了减少设备和线路的绝缘投资，但是在个别雷害事故较严重的地区和某些大城市电网，为了提高供电可靠性，也会采用经消弧线圈接地的运行方式。下一页UNVWCuCvCwd返回（三）消弧线圈的补偿方式为了表明单相接地故障时消弧线圈电感电流IL对接地电流Ic的补偿情况，取K＝称为补偿度，也称调谐度。

取V＝1－K＝称为脱谐度，根据电感电流对接地电流的补偿程度，消弧线圈的补偿方式有三种：完全补偿、欠补偿和过补偿。1．完全补偿完全补偿是使电感电流等于接地电流。即IL＝Ic，这时，调谐度K＝1，脱谐度V＝0。这种方式表面上很理想，但实际上存在很大问题。一般不采用完全补偿方式。2．欠补偿欠补偿时，IL<Ic，调谐度K<1，脱谐度V>0。单相接地故障时接地处有容性的补偿电流（Ic－IL），一般不采用欠补偿的方式。但对于采用与升压变压器单元连接的发电机中性点的消弧线圈，为了限制电容耦合传递过电压以及频率变化等对发电机中性点位移电压的影响，宜采用欠补偿方式。3．过补偿（1）特点：过补偿是使电感电流大于接地电流，即IL>Ic，，调谐度K>1，脱谐度V<0。单相接地故障接地处有感性过补偿电流（IL－Ic），这种补偿方式不会有上述缺点。因为当接地电流减小时，过补偿电流更大，不会变为完全补偿。另外，即使将来电网发展，原有的消弧线圈还可以使用。（2）应用：装在电网中变压器中性点的消弧线圈以及具有直配线的发电机中性点的消弧线圈应采用过补偿方式。（3）消弧线圈的装设位置：在发电厂发电机电压侧的消弧线圈可装在发电机中性点上，也可以装在厂用变压器中性点上，当发电机与变压器为单元接线时，消弧线圈应装在变压器中性点上，6～10KV消弧线圈也可装在调相机的中性点上。4．自动跟踪补偿长期以来，消弧线圈补偿电流都是用手动调节方式（分接头），不能做到准确、及时，不能得到令人满意的补偿效果，因而有待改进为自动跟踪补偿方式。采用自动跟踪补偿装置，能跟踪电网电容电流变化而进行自动调谐，平均无故障时间最少，其补偿效果是离线调扎式消弧线圈无法比拟的。据不完全统计，至今，我国电网已有数千台各种规格不同的自动跟踪补偿消弧线圈装置在运行。调节L值的方法：（1）改变铁芯气隙长度δ。将铁芯制成可移动式，用机械方法平滑调节δ，即可平滑调节L值。（2）改变铁芯导磁率μr。采用电气方法，运用现代电子技术改变铁芯的导磁率，也可平滑调节L值。2．3中性点直接接地系统随着输电电压的增高和线路的增长，消弧线圈已不便使用，就采取了将中性点直接接地的方式，单相接地故障时，由于接地相直接经过地对电源构成单相短路，故称此故障为单相短路。这时继电保护装置动作，断路器跳开，迅速切断故障。一、电压情况：（一）正常运行时：各相对地电压为相电压，中性点对地电压为零。（二）单相接地故障时：故障相对地电压为零，非故障相对地电压为相电压，中性点对地电压为零。二、电流情况：短路故障。三、中性点直接接地系统的特点及适用范围1．优点：在单相接地时非故障相的对地电压接近于相电压，从而使电网的绝缘水平和造价降低。2．缺点：供电可靠性比前两种运行方式低。为了弥补这一缺点，目前，在中性点直接接地系统的线路上广泛装设有自动重合闸装置，发生单相接地短路时，断路器跳开，经一段时间，在自动重合闸装置作用下断路器再次合闸，如果故障是暂时性故障，则线路接通后用户恢复供电；如果是永久性故障，断路器再次跳开。为了限制单相接地电流，减少接地装置的投资，通常只将电网中一部分变压器的中性点直接接地。3．适用范围：目前，中性点直接接地系统用在220kV及以上系统，110kV系统也大都采用中性点直接接地的运行方式。开关电器中电弧的产生及熄灭一、电弧现象1．电弧是一种能量集中、温度很高、亮度很强的放电现象。如10KV少油断路器开断20KA的电流时，电弧功率高达10000KW以上，造成电弧及其附近区域的介质及其强烈的物理化学变化，可能烧坏触头及触头附近的其他部件。如果电弧长期不灭，将会引起电器被烧毁甚至爆炸，危机电力系统的安全运行，造成重大损失。所以，切断电路时，必须尽快熄灭电弧。2．开关电器的触头虽然已经分开，但是触头间如有电弧存在，电路就还没有断开，电流仍然存在。3．电弧是一种自持放电现象，即电弧一旦形成，维持电弧稳定燃烧所需的电压很低。如，大气中1cm长的直流电弧的弧柱电压只有15－30V，在变压器油中也不过100－200V。4．电弧是一束游离气体，质量很轻，容易变形，在外力作用下（如气体、液体的流动或电动力作用）会迅速移动、伸长或弯曲，对敞露在大气中的电弧尤为明显。如，在大气中开断交流110KV、5A的电流时，电弧长度超过7m。电弧移动速度可达每秒几十米至几百米。二、电弧的产生与维持1．强电场发射开关电器的触头分离时，动静触头间的压力不断下降，接触面积减小，因而接触电阻增大，温度剧升。另一方面，触头开始分离时，触头间距很小，即使电压很低，只有几百伏甚至几十伏，但是电场强度却很大。由于上述原因，阴极表面可能向外发射电子，这种现象称为强电场发射。2．热电子发射触头是由金属材料制成的，在常温下，金属内部就存在大量的自由电子，当开关开断电路时，在触头分离的瞬间，由于大电流被切断，在阴极上出现强烈的炽热点，从而有电子从阴极表面向四周发射，这种现象称为热电子发射。发射电子的多少与阴极材料及表面温度有关。3．碰撞游离从阴极表面发射出来的电子，在电场力的作用下向阳极作加速运动。并不断与中性质点碰撞，如果电场足够强，电子所受的力足够大，且两次碰撞间的自由行程足够大，电子积累的能量足够多，则发生碰撞时就可能使中性质点发生游离，产生新的自由电子和正离子，这种现象称为碰撞游离。新产生的自由电子在电场中作加速运动又可能与中性质点发生碰撞而产生碰撞游离。结果使触头间充满大量自由电子和正离子。使触头间电阻很小，在外加电压作用下，带电粒子作定向运动形成电流，使介质击穿而形成电弧。4．热游离处于高温下的中性质点由于高温而产生强烈的热运动。相互碰撞的结果而发生的游离称为热游离。作用：维持电弧的燃烧。一般气体发生热游离的温度为9000～10000℃，而金属蒸汽约为4000～5000℃。因为电弧中总有一些金属蒸汽，而弧柱温度在5000℃以上，所以，热游离足以维持电弧的燃烧。三、电弧的去游离去游离：在电弧中，介质因游离而产生大量带电粒子的同时，还会发生带电粒子消失的相反过程，称为去游离。如果去游离速度比游离速度快，电弧电流将减小甚至消失。消失的原因是由于复合和扩散两种物理现象造成的。

1.复合：异号带电粒子相互吸引而中和成中性质点的现象。

在电弧中，电子的运动速度远大于正离子，所以电子与正离子直接复合的可能性很小，复合是借助于中性质点进行的，即电子在运动过程中，先附着在中性质点上，形成负离子，然后质量和运动速度大致相等的正、负离子复合成中性质点。既然复合过程只有在离子运动的相对速度不大时才有可能，若利用液体或气体吹弧，或将电弧挤入绝缘冷壁做成的狭缝中，都能迅速冷却电弧，减小离子的运动速度，加强复合过程，此外增加气体压力，使气体密度增加，也是加强复合过程的措施。2．扩散：弧柱内带电粒子逸出弧柱以外进入周围介质的一种现象。扩散是由于带电粒子不规则的运行，以及电弧内带电粒子的密度大于电弧外，电弧中的温度远高于周围介质的温度造成的。电弧和周围介质温差愈大，以及带电粒子密度差越大，扩散作用愈强。在高压断路器中，常采用气体吹弧，带走大量带电粒子，以加强扩散作用，扩散出来的正负离子，因冷却而加强复合，成为中性质点。若游离作用大于去游离作用，则电弧电流增大，电弧愈加强烈燃烧；若游离作用等于去游离作用，则电弧电流不变，电弧稳定燃烧；若游离作用小于去游离作用，则电弧电流减小，电弧最终熄灭。所以，要熄灭电弧，必须采取措施加强去游离作用而削弱游离作用。四、电弧特性1．电弧电压沿弧长的分布

电弧形成后，电弧电压沿弧长的分布可分为三个部分。如图4－1所示，电弧电压降由阴极电压降U1、弧柱电压降U2、阳极电压降U3三部分组成，即电弧电压Uh＝U1＋U2＋U3。阴极区+－弧柱区阳极区LUUh0U1U2U3图4－1电弧电压沿弧长分布2．电弧按照电压分布的分类

（1）长弧：电极间距离长，阴极和阳极电压降可以忽略不计。（2）短弧：电极间距离短，弧柱电压忽略不计。3．电弧的伏安特性（1）直流电弧的伏安特性曲线1是在电流变化很慢，曲线上每一点的游离与去游离都达到平衡，电弧处于稳定燃烧的状态，故称为静态特性。曲线2为电流很快从a点增加的曲线。曲线3为电流很快从b点减小的曲线。iua2130b直流电弧的伏安特性（2）交流电弧的伏安特性

在交流电路中，电流的瞬时值不断地随时间变化，因此电弧的特性应是动态特性，并且交流电流每半个周期经过一次零值。电流过零值时，电弧自动熄灭。如果电弧是稳定燃烧的，则电弧电流过零熄灭后，在另半周又会重新燃烧。ui0ABC交流电弧的伏安特性五、交流电弧的熄灭条件1．弧隙介质强度的恢复过程2．弧隙电压的恢复过程3．交流电弧的熄灭条件

ud(t)>ur(t)（一）弧隙介质强度的恢复1．弧隙介质强度的恢复过程在电弧电流过零之前，弧隙中的空间充满了电子和正离子。当电弧电流流过零熄灭后，电极极性发生改变，弧隙中的电子迅速奔向新阳极，比电子质量大一千多倍的正离子，相对电子而言则基本未动，所以在新阴极附近形成正空间电荷。2．电流过零后电荷和电压沿短弧隙的分布情况。如图所示，电压主要降落在阴极附近的薄层空间。此薄层空间的耐压约为150～250V的介质强度。近阴极效应：阴极附近电介质强度出现突然升高的现象。（二）、弧隙电压的恢复弧隙电压的恢复过程，即恢复电压的变化过程，与电路参数、负荷性质有关。0（b）（a）＋－ux2.9熄灭交流电弧的基本方法1．采用灭弧能力强的灭弧介质2．利用气体或油吹弧3．采用特殊的金属材料作灭弧介质4．在断路器的主触头两端加装低值并联电阻5．采用多断口熄弧6．提高断路器触头的分离速度7．低压开关的灭弧方法

（1）利用金属灭弧栅灭弧

（2）利用固体介质狭缝灭弧（1）变压器油:变压器油在电弧高温的作用下，分解出大量氢气和油蒸汽，氢气的绝缘和灭弧能力是空气的7.5倍。（2）压缩空气：压力：2MPa，分子密度大，质点的自由行程小，不易发生游离。（3）SF6气体：良好的负电性气体，氟原子吸附电子能力很强，能迅速捕捉自由电子形成负离子，对复合有利。

（4）真空：真空气体压力低于133.3×10－4Pa，气体稀薄，弧隙中的自由电子和中性质点都很少，碰撞游离的可能性大大减少，而且弧柱内与弧柱外带电粒子的浓度差和温差都很大，有利于扩散。其绝缘能力比变压器油、1个大气压下的SF6

、空气都大。返回

高压断路器中利用各种预先设计好的灭弧室，使气体或油在电弧高温下产生巨大压力，并利用喷口形成强烈吹弧。即起到对流换热、强烈冷却弧隙的作用，又起到部分取代原弧隙中游离气体或高温气体的作用。电弧被拉长、冷却变细，复合加强，同时吹弧也有利于扩散，最终使电弧熄灭。返回

常有的触头材料有铜、钨合金和银、钨合金等，在电弧高温作用下不易熔化和蒸发，有较高的抗电弧、抗熔焊能力，可以减少热电子发射和金属蒸汽，抑制游离的作用。返回分闸时，主触头Q1先断开，辅助触头Q2后断开。合闸时，辅助触头Q2先断开，主触头Q1后断开。返回采用多断口串联，可把电弧分割成多段，在相同的触头行程下电弧拉长速度和长度比单断口大，从而弧隙电阻增大，同时加在每个断口上的电压降低，使弧隙恢复电压降低，因而有利于灭弧返回加快断路器的触头分离速度可以迅速拉长电弧，使弧隙的电场强度骤降，同时使电弧的表面积突然增大，有利于电弧的冷却及带电质点的扩散和复合，从而加速电弧的熄灭。返回

灭弧栅由许多带缺口的钢片制成，当断开电路时，动、静触头间产生电弧，磁通对电弧产生一个向上的电磁力，将电弧拉入灭弧栅片，从而将电弧分割成一串短电弧。根据近阴极效应，当电流过零时，每个短电弧的阴极都会出现150～250V的介质强度，如果其总和超过触头间的电压，则电弧熄灭。返回灭弧栅由耐高温的绝缘材料制成，有多种形式，图中为最简单的直缝式，磁吹线圈与电路串联或并联。当触头断开而产生电弧后，在磁吹线圈磁场的作用下，对电弧产生电动力，将电弧拉入灭弧片的狭缝中。狭缝限制了电弧直径，增加了弧隙压力，同时电弧被拉长，并与灭弧片冷壁紧密接触，加强冷却作用，加强电弧内的复合过程，最终使电弧熄灭。返回高压断路器概述总述：高压断路器是电力系统中最重要最复杂的电气设备之一。它具有完善的灭弧装置和高速传动机构，能接通和断开各种情况下高压电路中的电流，用以完成主接线运行方式的改变和尽快切除故障电路。一、高压断路器的用途及对它的基本要求

在发电厂和变电所中，高压断路器是1000V以上电路中的重要控制设备。1．作用：正常运行时，接通和断开负荷电流；故障时，用来迅速断开短路电流，切除故障电路。2．基本要求（1）合闸状态为良好的导体，不但能通过正常的负荷电流，即使通过短路电流时，也不应因热和电动力的作用而损坏。（2）分闸状态时应有良好的绝缘性。在规定的环境条件下，能承受相对地电压以及一相内断口间的电压。（3）开断规定的短路电流时，应有足够的开断能力和尽可能短的开断时间。一般在开断临时性故障后，要求能进行重合闸。（4）在接通规定的短路电流时，短时间内断路器的触头不能产生熔焊等情况。（5）在制造厂的技术条件下，高压断路器要能长期可靠地工作，有一定的机械寿命和电气寿命。此外，高压断路器还应有机构简单、安装、检修方便、体积小、重量轻等优点。二、高压断路器类型1．根据安装地点分类：户内和户外。2．按灭弧介质分类（1）油断路器：多油断路器少油断路器油断路器是以绝缘油为灭弧介质。是最早出现的、历史最悠久的断路器。按绝缘结构不同，可分为多油断路器和少油断路器。在多油断路器中，油不仅作为绝缘介质，而且还可以作为灭弧介质。因此用油量多，钢材消耗也多，在少油断路器中，油只作为灭弧介质，因此用油量少、体积小、耗用钢材少。油断路器作为一代产品，曾发挥过应有的作用，至今可能仍占有统治地位，但随着科学技术的进步，它的缺点越来越突出，油断路器不但维修周期短，维修要花费的时间长，既影响生产，又污染环境。更重要的是，用作灭弧介质的变压器油在电弧的作用下是可燃的，在一定的条件下会产生高压可燃性气体，乃至发生爆炸。这类事故每年都有，轻则损坏设备与建筑物，重则伤人。此外，油断路器难于避免油的泄漏，影响设备的升级。这些缺点都使人们难以忍受，也是它必然被其它断路器所取代的原因。油断路器利用变压器油在电弧高温作用下分解出大量的氢气进行灭弧。最早的油断路器触头直接浸在油箱内的变压器油中，而没有专设灭弧装置，在触头分断瞬间，即产生电弧。在电弧的高温作用下，其中油蒸汽占整个气泡体积的40％，其他气体占60％。气体组成的大致比例为：氢气占70％～80％，乙炔占15％～25％，甲烷占5％～10％。各种气体中氢气具有最佳的导热性能，扩散作用比较强。这说明变压器油能熄灭电弧主要是油分解的氢气起作用。（2）空气断路器

空气断路器以压缩空气作为灭弧介质，具有灭弧能力强、动作迅速等优点。但结构复杂、工艺要求高、有色金属消耗多。因此，空气断路器用在110KV及以上的电力系统中。压缩空气断路器的灭弧性能与空气压力有关，空气压力愈高，绝缘强度愈高，灭弧性能也愈好，在0.7MPa压力下的绝缘强度与新鲜的绝缘油相当，我国一般选用的压力为2MPa。（3）SF6断路器

SF6断路器采用具有优良的灭弧能力和绝缘能力的SF6气体作为灭弧介质。具有开断能力强、动作快、体积小等优点。但金属消耗多，价格较贵。SF6断路器也是近几年来发展起来的一种新型断路器。可是SF6价格昂贵，结构复杂，还需要回收装置。同样SF6断路器存在一个泄漏问题，泄汛出的SF6气体与空气作用的结果，生成的低氟化硫有毒，会对人体带来危害。但是SF6断路器的缺点正在克服，今后110KV以上的高压系统，SF6断路器是主要发展方向。（4）真空断路器

真空断路器是在高度真空中灭弧。它的优点是可以频繁操作，维护工作量小，体积小等。真空断路器用于灭弧的动、静触头封在真空泡内，利用真空作为绝缘介质和灭弧介质，因而带来了其它类型断路器无法比拟的优点。国际上一些工业发达的国家，都致力于真空断路器的开发和应用。一些著名的电气制造公司，如美国的通用电器公司、德为的西门子公司、日本的东芝、日立公司，英国的通用电气公司等都有规模宠大的真空断路器研究机构和制造工厂。这些国家在中压等级的断路器中，真空断路器的生产量达到５０％以上。在我国真空断路器的生产和使用可以说是刚刚起步，就显示了强大的生命力，在电压等级较低（3～35KV）要求频繁操作、户内装设的场合，真空断路器作为今后一个时期的方向性产品，是毋庸置疑的。

户外真空断路器户内真空断路器四、高压断路器的基本技术参数通常用下列技术参数表示高压断路器的基本性能1．额定电压额定电压是表征断路器绝缘强度的参数。它是断路器长期工作的标准电压。我国的标准规定，高压断路器的额定电压有以下各级：3、6、10、20、35、60、110、220、330、500KV。为了适应电力系统工作的要求，断路器又规定了与各级额定电压相应的最高工作电压。对3～220KV各级，其最高工作电压较额定电压约高15％左右，对330KV及以上的最高工作电压较额定电压高10％。断路器在最高工作电压下，应能长期可靠地工作。2．额定电流额定电流是表征断路器通过长期电流能力的参数。即断路器允许连续长期通过的最大电流。通过这一电流时，断路器各部分（如接触部分、端子及导体连接部分、与绝缘体接触的金属部分）的允许温度不超过国家标准规定的数值。断路器在正常使用环境条件规定为：周围空气温度不高于40℃，海拔不超过1000m。当使用在周围空气温度高于40℃但不高于60℃时，允许降低负荷长期工作。标准上推荐周围空气温度每增高1℃，减少负荷电流的1.8％。当设备使用在海拔超过1000m（但不超过4000m）且最高周围空气温度为40℃时，允许海拔高度每超过100m（以海拔1000m为起点），降低0.3％。我国的高压断路器额定电流值为200、400、630、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、63000、8000、10000、12500、16000、20000A等。3．额定开断电流表征断路器开断性能的参数。在额定电压下，断路器能保证可靠开断的最大短路电流，称为额定开断电流。其数值用断路器触头分离瞬间短路电流周期分量的有效值的千安数表示。4．动稳定电流表征断路器通过短路电流能力的参数。反映断路器承受短路电流电动力效应的能力。短路电流值为最大峰值，称为电动稳定电流，又称为极限通过电流。5．关合电流关合电流是表征断路器关合电流的能力的参数。断路器在接通电路时有可能会出现短路故障。此时需要关合很大的短路电流。可能会使触头熔焊，使断路器造成损伤。断路器能够可靠关合的电流最大峰值称为额定关合电流，与动稳定电流在数值上相等，二者都为冲击电流。即为额定开断电流的2.55倍。6．热稳定电流和热稳定电流的持续时间热稳定电流也是表征断路器通过短路电流能力的参数。反映断路器承受短路电流热效应的能力。热稳定电流是指断路器处于合闸状态下，在一定的持续时间内，所允许通过电流的最大周期分量有效值。此时断路器不应因电流短时发热而损坏。热稳定电流等于开断电流。7．合闸时间与分闸时间表征断路器操作性能的参数。各种型号断路器的分、合闸时间不同，但要求迅速。

（1）合闸时间：从断路器操动机构合闸线圈接通到主触头接通这段时间。

（2）分闸时间：

（1）固有分闸时间：操动机构分闸线圈接通到触头分离这段时间。

（2）熄（燃）弧时间：从触头分离到各相电弧熄灭这段时间。也称全分闸时间。8．断路器的机械和电气寿命

断路器多次分合可造成触头及操动机构等可动部分的机械磨损，我国标准规定，在常温下连续进行2000次操作，试验中不允许进行任何机械调整及修理，但允许按照制造厂的规定进行润滑。对用于频繁操作的场所或有特殊要求的断路器，其试验次数程序由有关专业标准或用户同制造厂协商确定。当断路器分合大电流时，由于产生电弧，热能会使触头及喷口烧损，将使开断性能大大降低，这就有了断路器的电气使用寿命，也称电寿命的问题。关于电气的使用寿命，在标准上规定只要满足一次标准循环即可。对于较重要的断路器，每次开断短路之后都进行停电检修是不太合适。因此，用户迫切希望具有一次动作循环以上的耐用性能。目前断路器电寿命试验主要依据用户技术条件要求进行。如：对于12KV、31.5KA级少油断路器一般做额定短路开断3次，这主要考虑油的劣化因而需检修换油。同一等级真空断路器开断额定短路电流50次。而我国对220KVSF6断路器电寿命约做20次额定短路电流的开断。对于开断频度不很高的场合，基本上可以满足10年以上不检修。五、高压断路器的型号

高压断路器的类型很多，目前我国断路器的型号根据国家技术标准的规定，一般由文字符号和数字按以下方式组成：

123－45/6－78

其代表意义为：1—产品字母代号，用下列字母表示：S—少油断路器；D—多油断路器；K—空气断路器；L—六氟化硫断路器；Z—真空断路器；Q—产气断路器；C—磁吹断路器。2—装置地点代号，N—户内；W—户外。3—设计序号，以数字1、2、3、4…表示。4—额定电压，KV。5—其他补充标志，C—手车式；G—改进型；W—防污型；Q—防震型；F—分相操作型。6—额定电流，A。7—额定开断电流，KA。8—特殊环境代号。

3.4六氟化硫断路器一、SF6气体性能1．物理化学性质：①SF6分子以硫原子为中心、六个氟原子对称地分布在周围形成的呈八面体结构。氟原子有很强的吸附外界电子的能力，SF6分子捕捉电子后成为低活动性的负离子，对去游离有利；另外，SF6分子较大，使得电子的自由行程减小，从而减少碰撞游离的发生。②SF6为无色、无味、无毒、不可燃、不助燃的非金属化合物；在常温常压下，密度为空气的5倍；常温下压力不超过2MPa时仍为气态。热传导能力比空气好。③SF6的化学性质非常稳定。在干燥情况下，温度低于110℃时，与铜、铝、钢等材料都不发生作用；温度高压150℃时，与钢、硅钢开始缓慢作用；温度高于200℃时，与铜、铝才发生轻微作用；温度达500～600℃时，与银也不发生作用。④SF6的稳定性极好，但在有金属存在的情况下，热稳定性大为降低。2．绝缘和灭弧性能①绝缘性能：SF6气体的绝缘性能稳定，不会老化变质。当气压增大时，其绝缘能力也随之提高。在0.1MPa下，绝缘能力超过空气的2倍；在0.3MPa时，其绝缘能力和变压器油相当。②灭弧性能：SF6在电弧的作用下分解成低氟化物，但需要的分解能却比空气高得多，因此，SF6分子在分解时吸收的能量多，对弧柱的冷却作用强。当电弧电流流过零时，低氟化物则急速再结合成SF6

，故弧隙介质强度恢复过程极快。故SF6气体的灭弧能力相当于同等条件下空气得100倍。二、SF6断路器灭弧室工作原理分闸状态灭弧室特写

合闸状态灭弧室特写压气工作原理″自能″压气原理:断开负荷电流″自能″压气原理:断开短路电流“Y”布置“T”布置“I”布置三、SF6断路器的类型落地罐式SF6断路器巡视检查项目和标准序号检查项目标准1标志牌名称、编号齐全、完好。２本体无油迹、无锈蚀、无放电、无异音。３套管、瓷瓶完好，无断裂、裂纹、损伤放电现象4引线连接部位无发热变色现象5放油阀关闭严密，无渗漏６绝缘油油位在正常范围内，油色正常７位置指示器与实际运行方式相符8连杆、转轴、拐臂无裂纹、变形9端子箱电源开关完好、名称标注齐全、封堵良好、箱门关闭严密10接地螺栓压接良好，无锈蚀。11基础无下沉、倾斜3.5真空断路器户内真空断路器户外真空断路器真空灭弧室一、真空的特性

1.真空中间隙的击穿电压与气体压力的关系

2.真空是指气体压力在MPa以下的空间，真空断路器灭弧室内的气体压力不能高于这一数值，一般在出厂时其气体压力在MPa以下。绝缘强度很高，电弧很容易熄灭。在均匀电场作用下，真空的绝缘强度比变压器油、0.1MPa下的SF6气体及空气的绝缘强度都高得多。二、真空断路器灭弧室结构和工作原理真空断路器灭弧室结构图真空断路器极住剖视图电弧在真空灭弧室从发散型到收缩型转化示意图单相真空灭弧过程中的电流和电压发展趋势三、真空断路器的类型悬臂式真空断路器落地式真空断路器真空断路器巡视检查项目和标准序号检查项目标准1标志牌名称、编号齐全、完好。2灭弧室无放电、无异音、无破损、无变色。3绝缘子无断裂、裂纹、损伤、放电等现象。4绝缘拉杆完好、无裂纹。5各连杆、转轴、拐臂无变形、无裂纹，轴销齐全。6引线连接部位接触良好，无发热变色现象。7位置指示器与运行方式相符8端子箱电源开关完好、名称标注齐全、封堵良好、箱门关闭严密9接地螺栓压接良好，无锈蚀。10基础无下沉、倾斜3．7断路器的操动机构

一、操动机构的用途和类型断路器的操动机构是用来使断路器分闸、合闸并将断路器保持在合闸位置的设备。在断路器本体以外的机械操动装置称为操动机构。1．操动机构的基本要求：（1）应具有足够的操作功率在电网正常工作时，用操动机构使断路器关合，这时电路中流过的是工作电流，关合是比较容易的。但在电网事故情况下，如断路器关合到有预伏性短路故障时，情况要严重得多。因为断路器关合时，电路中出现的短路电流可到达几万安以上。断路器导电回路受到的电动力可达几千牛以上，另一方面，电动力又常常是阻碍断路器关合的，因此在关合有预伏性短路故障的电路时，由于电动力过大，断路器有可能出现触头不能关合，从而引起触头严重烧伤，油断路器出现严重喷油甚至爆炸等严重事故。因此，断路器应具有关合故障电路的能力。（2）要求动作迅速通常要求快速断路器的全分闸时间不大于0.08S，近代高压和超高压断路器甚至要求为0.02～0.04S，在断路器全分闸时间中，固有分闸时间约占一半以上，它与操动机构结构有关。（3）要求操动机构工作可靠，结构简单，体积小，重量轻，操作方便等。2．操动机构的类型操动机构依据能量形式的不同可分为：①手动操动机构（CS）：②电磁操动机构（CD）：③电动机操动机构（CJ）：④弹簧操动机构（CT）：⑤气动操动机构（CQ）⑥液压操动机构（CY）①手动操动机构（CS）优点：（1）结构简单、价廉；（2）不需要合闸能源。缺点：（1）不能遥控和自动合闸；（2）合闸能力小；（3）就地操作、不安全。应用：用于12KV以下，开断电流小的断路器。②电磁操动机构（CD）优点：（1）结构简单、加工容易；（2）运行经验多。缺点：（1）需要大功率的直流电源；（2）耗费材料多。应用：过去126kV及以下的油断路器大部分采用电磁操动机构，但不是发展方向。③电动机操动机构（CJ）优点：可用交流电源。缺点：要求电源的容量较大（但小于电磁操动机构）应用：只用于容量较小的断路器，国内很少生产。④弹簧操动机构（CT）：优点：（1）要求电源的容量小；（2）交、直电源都可用；（3）暂时失去电源时仍能操作一次。缺点：（1）结构较复杂；（2）零部件的加工精度要求高。应用：（1）用于中、小型断路器，是发展方向。弹簧操动机构动画弹簧储能⑤气动操动机构（CQ）优点：（1）不需要直流电源；（2）暂时失去电源时仍能操作多次。缺点：（1）需要空压设备；（2）对大功率的操动机构，结构比较笨重。⑥液压操动机构（CY）

优点：（1）不需要直流电源；（2）暂时失去电源时仍能操作多次；（3）功率大、动作快、操作平稳。缺点：（1）加工精度要求高；（2）价格较贵。应用：适用于126KV及以上的高压断路器，是发展方向。液压操动机构巡视检查项目和标准序号检查项目标准1机构箱开启灵活无变形、密封良好，无锈迹、无异味、无凝露等。２计数器动作正确并记录动作次数3储能电源开关位置正确4机构压力正常5油箱油位在上下限之间，无渗（漏）油6油管及接头无渗油7油泵正常、无渗漏8行程开关无卡涩、变形9活塞杆、工作缸无渗漏10加热器（除潮器）正常完好，投（停）正确弹簧机构巡视检查项目和标准序号检查项目标准1机构箱开启灵活无变形、密封良好，无锈迹、无异味、无凝露等。２储能电源开关位置正确3储能电机运转正常4行程开关无卡涩、变形5分、合闸线圈无冒烟、异味、变色6弹簧完好，正常7二次接线压接良好，无过热变色、断股现象8加热器（除潮器）正常完好，投（停）正确9储能指示器指示正确高压断路器的事故处理预防高压断路器事故的运行措施

（1）断路器运行中，出现油断路器严重缺油、SF6断路器气体压力异常、液压（气动）操动机构压力异常导致断路器分合闸闭锁时，严禁对断路器进行操作。（2）油断路器由于系统容量增大，运行地点的短路电流达到断路器额定开断电流的80％时，应停用自动重合闸，在开断短路故障后禁止强送。（3）断路器开断故障电流后，值班人员应对断路器进行巡视检查。（4）断路器对故障线路实行强送后，无论成功与否，均应对断路器进行仔细检查。（5）断路器发生拒分时，应将发生拒动的断路器脱离系统，待查明拒动原因并消除缺陷后方可投入。（6）室外SF6高压开关设备发生爆炸或严重漏气等事故时，工作人员接近设备要谨慎，应选择从上风侧接近设备，并戴防毒面具、穿防护服；室内安装运行的SF6高压开关设备，人员进入室内前必须先行强迫通风15min以上，待含氧量和SF6气体浓度符合标准后方可进入。（一）预防断路器灭弧室事故的措施1.各运行、维护单位应根据可能出现的系统最大运行方式，每年定期核算开关设备安装地点的短路电流。如开关设备额定开断电流不能满足要求，则应采取“限制、调整、更换”的办法，以确保设备安全运行，具体措施如下：(1)合理改变系统运行方式，限制和减少系统短路电流。(2)采取限流措施，如加装电抗器等以限制短路电流。(3)在继电保护上采取相应的措施，如控制断路器的跳闸顺序等。(4)将短路开断电流小的断路器调换到短路电流小的变电站。(5)更换成短路开断电流大的断路器。2.开关设备应按规定的检修周期和实际短路开断次数及状态进行检修，做到“应修必修，修必修好”。3.当断路器液压机构打压频繁或突然失压时应申请停电处理。在设备停电前，严禁人为启动油泵，防止由于慢分而使灭弧室爆炸。（二）预防操动机构事故措施

1.预防液压机构事故措施

预防漏油措施：(1)检修时，应彻底清洗油箱底部并对液压油用滤油机过滤，保证管路、阀体无杂质和泄漏。(2)液压机构油泵启动频繁或补压时间过长，应检查原因并及时停电处理。(3)处理储压筒活塞杆漏油时，应同时检查处理微动开关，以保证微动开关位置正确、动作可靠。结合预防性试验，应检查微动开关的通断情况。(4)应选用质量好的密封垫。为防止液压机构储压筒氮气室生锈，应使用高纯氮（微水含量小于20μL/L）作为气源。安装或检修液压机构时，应采取措施，防止灰尘、沙粒进入液压油中。运行中的液压油，应定期过滤。2.预防气动机构事故措施气动机构宜加装汽水分离装置、和自动排污装置。未加装的应定期放水，当放水发现油污时应检修空压机。气动机构在冬季或低温季节前，应及时投入加热设备，防止因控制阀结冰而拒动。气动机构各运动部位应保持润滑。气动机构应定期清扫防尘罩、空气过滤器。宜在空气压缩机上安装时间记录器，做好空气压缩机累计启动时间记录。3.预防弹簧机构事故措施

分合闸滚子与掣子接触面表面应平整光滑，无裂痕、锈蚀及凹凸现象。分合闸滚子转动时应无卡涩和偏心现象，扣接时扣入深度应符合要求。断路器的操作高压断路器的正常运行条件在电网运行中，高压断路器操作和动作较为频繁。为使断路器能安全可靠运行，正确动作，保证其性能，必须做到以下几点：（1）断路器工作条件必须符合制造厂规定的使用条件，如户内或户外，海拔高度，环境温度、相对湿度等。（2）断路器的性能必须符合《交流高压断路器》（GB1984-1988）标准的要求及有关技术条件放入规定。（3）断路器在电网中的装设位置必须符合断路器技术参数的要求，如额定电压、开断容量等。（4）断路器各参数调整值必须符合制造规定的要求。（5）断路器、机构的接地应可靠，接触必须良好可靠，防止因接触部位过热而引起断路器事故。（6）与断路器相连接的回流排接触必须良好可靠，防止因接触部位过热而引起断路器事故。（7）断路器本体、相位油漆及分合闸机械指示等应完好无缺，机构箱及电缆孔洞使用耐火材料封堵，场地周围应清洁。（8）在满足上述要求的情况下，断路器的瓷件、机构等部分应处于良好状态。（9）为使断路器运行正常，使系统保持良好的运行状态，在下述情况下，断路器严禁投入运行：1）严禁将有拒跳或合闸不可靠的断路器投入运行。2）严禁将严重缺油、漏气、漏油及绝缘介质不合格的断路器投入运行。3）严禁将动作速度、同期、跳合闸时间不合格的断路器投入运行。4）断路器合闸后，由于某种原因，一相未合闸，应立即拉开断路器，查明原因。另外，在缺陷消除前，一般不可进行第二次合闸操作。高压断路器的正常操作（1）断路器投运前，应检查接地线是